南宮市發(fā)那科汽車零部件點焊機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人在弧焊應(yīng)用中歷經(jīng)考驗，性能出眾，附加值高，投資回報快,可搭載各種工藝設(shè)備。的控制水平和循徑精度確保了出色的工作質(zhì)量。機(jī)器人過程速度和定位均可調(diào)整，能達(dá)到制造精度，次品率極低，甚至達(dá)到零。主要有如下幾點： （1）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均一性。焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長度等對焊接結(jié)果起決定作用。采用機(jī)器人焊接時，對于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小，降低了對工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。而人工焊接時，焊接速度、干伸長等都是變化的，因此很難做到質(zhì)量的均一性。（2）改善了工人的勞動條件。采用機(jī)器人焊接工人只是用來裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等，對于點焊來說工人不再搬運笨重的手工焊鉗，使工人從大強(qiáng)度的體力勞動中解脫出來。（3）提高勞動生產(chǎn)率。機(jī)器人沒有疲勞，一天可24h連續(xù)生產(chǎn)，另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接，效率提高的更加明顯。（4）產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計劃非常明確。（5）可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資。可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機(jī)器人與專機(jī)的zui大區(qū)別就是他可以通過修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。 焊接機(jī)器人應(yīng)用工程 焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其*的特性，取決于人們對上述技術(shù)的融合程度。經(jīng)過近10年的努力，我國在機(jī)器人焊裝夾具設(shè)計方面積累了較豐富的經(jīng)驗，機(jī)器人周邊設(shè)備實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，具有年產(chǎn)300余套焊接機(jī)器人工作站的能力。可以說國內(nèi)的系統(tǒng)集成商在機(jī)器人工作站及簡單的焊裝線的設(shè)計開發(fā)方面具有了與國外系統(tǒng)集成商抗衡的能力，近幾年為國內(nèi)汽車零部件等企業(yè)提供了大量的機(jī)器人焊接系統(tǒng)。但是另外一個嚴(yán)重的事實是，我們還不具備制造高水平的機(jī)器人成套焊裝線的能力。國內(nèi)幾大汽車廠的車身焊裝線都是由國外機(jī)器人系統(tǒng)集成商設(shè)計制造的。作為焊接機(jī)器人的zui大用戶，預(yù)計未來的10年我國汽車年產(chǎn)量要達(dá)到千萬輛，現(xiàn)在的焊接裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了生產(chǎn)需求，對焊接裝備的需求量將大幅增加，焊裝生產(chǎn)線要求更加自動化和柔性化，以適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，機(jī)器人將大量應(yīng)用于焊接生產(chǎn)線中。對我國的機(jī)器人系統(tǒng)集成商來說如何抓住機(jī)遇是當(dāng)前要解決的重要課題，從另一方面講也決定著國產(chǎn)焊接機(jī)器人的命運。 (1)實行企業(yè)聯(lián)合。機(jī)器人系統(tǒng)集成商與汽車制造商聯(lián)合，消化吸收國外汽車焊裝線。 (2)建立自己的焊接裝備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)模，提高設(shè)計水平和效率。 (3)加強(qiáng)人才培養(yǎng)建設(shè)。機(jī)器人焊接生產(chǎn)線是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到機(jī)械、電氣、物流傳輸、計算機(jī)、汽車設(shè)計制造、機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)等多種學(xué)科，而我國目前還沒有關(guān)于這方面較為系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。 (4)加強(qiáng)與國外公司的合作，通過合作學(xué)習(xí)提高自己的設(shè)計水平。焊接機(jī)器人的新技術(shù) 1.TCP（tool center point工具中心點）自動校零技術(shù)焊接機(jī)器人的工具中心點就是焊槍的焊絲的端點，因此TCP的零位精度直接影響著焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。但在實際生產(chǎn)中不可避免會發(fā)生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預(yù)見性因素導(dǎo)致TCP位置偏離。通常的做法是利用手動進(jìn)行機(jī)器人TCP校零，但一般全過程需要30min才能完成，影響生產(chǎn)效率。TCP自動校零是用在機(jī)器人焊接中的一項新技術(shù)，它的硬件設(shè)施是由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成。當(dāng)焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過TCP支座時，激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與zui初設(shè)定值進(jìn)行比較與計算。當(dāng)TCP發(fā)生偏離時，機(jī)器人會自動運行校零程序，自動對每根軸的角度進(jìn)行調(diào)整，并在zui少的時間內(nèi)恢復(fù)TCP零位。 2.雙絲焊接技術(shù)近年來由于我國汽車、集裝箱、機(jī)車車輛、工程機(jī)械等行業(yè)的高速發(fā)展，對高速 焊和高熔敷效率焊接的需求越來越多。雙絲焊是近年來發(fā)展起來的一種高速高效焊接方法，焊接薄板時可以顯著提高焊接速度，達(dá)到3～6m/min，焊接厚板時可以提高熔敷效率。除了高速高效外，雙絲焊接還有其他的工藝特點：在熔敷效率增加時保持較低的熱輸入，熱影響區(qū)小，焊接變形小，焊接氣孔率低等。由于焊接速度非常高，特別適合采用機(jī)器人焊接，因此可以說機(jī)器人的應(yīng)用也推動了這一*焊接技術(shù)的發(fā)展。目前雙絲焊主要有兩種方式：一種是Twin arc法，另一種為Tandem法。焊接設(shè)備的基本組成類似，都是由兩個焊接電源、兩個送絲機(jī)和一個共用的送雙絲的電纜。為了防止同相位的兩個電弧的相互干擾，常采用脈沖 MIG/脈沖MAG焊法，并保持兩個電弧輪流交替燃燒。這樣一來，就要求一個協(xié)同控制器保證兩個電源的輸出電流波形相位相差180°。當(dāng)焊接參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確時，脈沖電弧能得到無短路、幾乎無飛濺的過渡過程，做到“1個脈沖過渡1個熔滴”，每個熔滴的大小幾乎*相同，其大小是由電弧功率來決定。Twin arc法的主要生產(chǎn)廠家有德國的SKS、Benzel和Nimark公司，美國的Miller公司。Tandem法的主要廠家有德國的Cloos、奧地利Fronius和美國Lincoln公司。據(jù)德國Cloos公司介紹，采用Tandem法焊接2～3mm薄板時，焊接速度可達(dá)6m/min，焊接8mm以上厚板時，熔敷效率可達(dá)24kg/h。 3.激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是激光焊接與氣體保護(hù)焊的聯(lián)合，兩種焊接熱源同時作用于一個焊接熔池。該技術(shù)的研究zui早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末，但由于激光器的昂貴價格，限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。隨著激光器和電弧焊設(shè)備性能的提高，以及激光器價格的不斷降低，同時為了滿足生產(chǎn)的迫切需求，激光 /電弧復(fù)合焊接技術(shù)近年來成為焊接領(lǐng)域zui重要的研究課題之一。 激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)有多種形式的組合，有激光/TIG、激光/MAG和激光/MAG等。激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)之所以受到青睞是由于其兼各熱源之長而補(bǔ)各自之短，具有1 1>2或更多的“協(xié)同效應(yīng)”。與激光焊接相比，對裝配間隙的要求降低，因而降低了焊前工件制備成本；另外由于有填充焊絲消除了激光焊接時存在的固有缺陷，焊縫更加致密。與電弧焊相比提高了電弧的穩(wěn)定性和功率密度，提高了焊接速度和焊縫熔深，熱影響區(qū)變小，降低了工件的變形，消除了起弧時的熔化不良缺陷。在這點上特別適合鋁及其合金的焊接。激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是對激光焊接的重大發(fā)展，焊接同樣板厚的材料可降低激光功率一半左右，因此大大降低了企業(yè)的投資成本，該技術(shù)的發(fā)展對推動激光焊接的普及將起重要的作用。 4.伺服焊鉗技術(shù)的汽車裝焊工藝中的應(yīng)用伺服機(jī)器人焊鉗，就是利用伺服電機(jī)替代壓縮空氣做為動力源的一種新型焊鉗。它具有以下優(yōu)點： (1)提高車身的表面質(zhì)量 伺服焊鉗由于采用的是伺服電機(jī)，電極的動作速度在接觸到工件前，可由高速準(zhǔn)確地調(diào)整到低速，這樣，就可以形成電極對工件的軟接觸，減輕電極沖擊所造成的壓痕，從而也減輕了后序車身表面修磨處理量，提高了車身質(zhì)量。而且，應(yīng)用伺服控制技術(shù)可以對焊接參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化控制管理，可以保證提供出zui適焊接參數(shù)數(shù)據(jù)，保證焊接質(zhì)量。 (2)改善作業(yè)環(huán)境 由于電極對工件的是軟接觸，可以減輕沖擊噪聲，也不會出現(xiàn)使用氣動焊鉗時所造成的排氣噪音。改善了現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境。 (3)高生產(chǎn)效率 伺服焊鉗的加壓開放動作由機(jī)器人來自動控制。與氣動焊鉗相比，伺服焊鉗的動作路徑可以控制到zui短化，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率。目前，從投資的角度來考慮，購買伺服焊鉗設(shè)備的一次投入較高，因此，伺服焊鉗還不能被廣泛采用。但是，考慮到伺服焊鉗的優(yōu)勢，如伺服焊鉗的軟接觸化，對工件的沖擊可減輕，從而可以相對減少焊接夾具夾緊機(jī)構(gòu)的數(shù)量，削減夾具的費用等，也可以減少生產(chǎn)線的整體投資額，伺服焊鉗仍有其廣闊的應(yīng)用空間。 因此，隨著發(fā)展，伺服焊鉗會越來越多應(yīng)用于生產(chǎn)線上。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究、發(fā)展與應(yīng)用，有力地推動了世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。特別是焊接機(jī)器人在高質(zhì)高效的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。 隨著我國加入WTO后競爭更加激烈，對工業(yè)機(jī)器人的需求會越來越大，我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面臨新的發(fā)展機(jī)遇和來自國外的挑戰(zhàn)，我們要把握這一機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，為我國躋身于機(jī)器人強(qiáng)國之列而努力奮斗。 南宮市發(fā)那科汽車零部件點焊機(jī)器人技術(shù)南宮市發(fā)那科汽車零部件點焊機(jī)器人技術(shù)